JPS58155346A - ガス検出方法 - Google Patents
ガス検出方法Info
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- JPS58155346A JPS58155346A JP3872882A JP3872882A JPS58155346A JP S58155346 A JPS58155346 A JP S58155346A JP 3872882 A JP3872882 A JP 3872882A JP 3872882 A JP3872882 A JP 3872882A JP S58155346 A JPS58155346 A JP S58155346A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はガス検出方法に関し、さらに詳細には被検ガ
スの発生から検出までの時間差を小さくした方法に関す
るものである。
スの発生から検出までの時間差を小さくした方法に関す
るものである。
ガスの吸着による、ＳｎＯ、ｙ−Ｆｅ２ｐＢ−Ｚｎ０等
の金属酸ｆヒ物半導体の抵抗値の変化を利用したガスセ
ンサは、半導体ガスセンサとして広く用いられている。
の金属酸ｆヒ物半導体の抵抗値の変化を利用したガスセ
ンサは、半導体ガスセンサとして広く用いられている。
また白金黒等の酸化触媒によるガスの燃焼熱を、白金測
温抵抗体等により検出するガスセンサも、熱線形ガスセ
ンサとして広く用いられている。
温抵抗体等により検出するガスセンサも、熱線形ガスセ
ンサとして広く用いられている。
ところでこれらのガスセンサは、現在のガス濃度を検出
するものであって、将来のガス濃度を予測するものでは
ない。このため従来のガス検出方法では、ガスの発生後
に検出レベルにガス濃度が達するのを待って、ガスの検
出を行っており、ガスの発生と同時に将来の危険性を予
測して報知することはできなかった。
するものであって、将来のガス濃度を予測するものでは
ない。このため従来のガス検出方法では、ガスの発生後
に検出レベルにガス濃度が達するのを待って、ガスの検
出を行っており、ガスの発生と同時に将来の危険性を予
測して報知することはできなかった。
また特開昭５７年−７９５号等は、ガスセンサの出力の
時間微分値を利用することを提案してｂるが、出力の時
間微分値から将来のガス濃Ｉｔを予測する可能性につい
てまでは言及していない。
時間微分値を利用することを提案してｂるが、出力の時
間微分値から将来のガス濃Ｉｔを予測する可能性につい
てまでは言及していない。
この発明は、ガス濃度が検出レベルに達することを待た
ず、ガスの発生とほとんど同時に、将来における危険性
に応じた検出を行えるようにすることを目的とする。
ず、ガスの発生とほとんど同時に、将来における危険性
に応じた検出を行えるようにすることを目的とする。
この発明のガス検出方法は、ガスａｒｔの時間当りの変
化速度と換気率とから、将来のガス濃度を予測しうろこ
とに着目してなされたものである。
化速度と換気率とから、将来のガス濃度を予測しうろこ
とに着目してなされたものである。
体積Ｖ （７７／）の空間内で、毎秒ｋ （ｍ’／ｓ
ｅ Ｃ）Ｃ＋被検ガスが発生する場合を考える。換気率
をｊ（ｓｅｃ−’）とすると、ガスの体積分率Ｃ（無次
元）は、で与えられる。すなわちガス濃度は、換気にょ
る環境低下と、ガス発生によるａ廣の上昇止の、つり合
いで定まる。境界値条件として、最初（１−〇）Ｃ＝０
とし、長時間経過後（ｔ＝ＯＯ）テノｃをＣ，１ｌｘ）
とすると、 Ｃ＝ＣＣｘ：、 （１−ＥＸＰ（−コ、 ｔ ））
−（２）となる。すなわちＣの定常値はに／ で
与え（コ・Ｖ） は、ＥＸＰ（−ｊ−ｔ）で補償する（あるいはｔキ０で
ＥＸＰ（−ｊ−ｔ）キｌとすればノと、ｊｃ−で定まる
ことになる。しだがって、Ｃに代えて、ｄ０／ｄｔを出
力として用いると、換気率ｊを考慮することにより、ガ
ス濃度の定常値を、ガスの発生とほとんど同時に予測し
うることになる。
ｅ Ｃ）Ｃ＋被検ガスが発生する場合を考える。換気率
をｊ（ｓｅｃ−’）とすると、ガスの体積分率Ｃ（無次
元）は、で与えられる。すなわちガス濃度は、換気にょ
る環境低下と、ガス発生によるａ廣の上昇止の、つり合
いで定まる。境界値条件として、最初（１−〇）Ｃ＝０
とし、長時間経過後（ｔ＝ＯＯ）テノｃをＣ，１ｌｘ）
とすると、 Ｃ＝ＣＣｘ：、 （１−ＥＸＰ（−コ、 ｔ ））
−（２）となる。すなわちＣの定常値はに／ で
与え（コ・Ｖ） は、ＥＸＰ（−ｊ−ｔ）で補償する（あるいはｔキ０で
ＥＸＰ（−ｊ−ｔ）キｌとすればノと、ｊｃ−で定まる
ことになる。しだがって、Ｃに代えて、ｄ０／ｄｔを出
力として用いると、換気率ｊを考慮することにより、ガ
ス濃度の定常値を、ガスの発生とほとんど同時に予測し
うることになる。
ところで（１）式に意味があるためには、換気率ｊおよ
びガス発生速度ｋが一定でなければならない。
びガス発生速度ｋが一定でなければならない。
この仮定は、換気が制御され、ガスの発生に大きな揺動
かない環境（例えば、マンション等の居住空間、工場、
事務所、炭鉱の鉱内）では良い近似であろう。また（３
）式からガス濃度の定常値を知るためには、換気率の値
を明らかにする必要がある。
かない環境（例えば、マンション等の居住空間、工場、
事務所、炭鉱の鉱内）では良い近似であろう。また（３
）式からガス濃度の定常値を知るためには、換気率の値
を明らかにする必要がある。
しかしながら、機械的換気を用いる空間では、換気率は
あらかじめ制御されている場合が多いし、古い木造住宅
等の場合でも、ある程度の換気率は予測しうるものであ
る。第１表および第２表に換気回数（回／時）、あるい
は床面積当りの換気欧（？ｎ′／ｈ−ｍ）の標準的値を
示す（森北出版「空調衛生技術データブック」）。
あらかじめ制御されている場合が多いし、古い木造住宅
等の場合でも、ある程度の換気率は予測しうるものであ
る。第１表および第２表に換気回数（回／時）、あるい
は床面積当りの換気欧（？ｎ′／ｈ−ｍ）の標準的値を
示す（森北出版「空調衛生技術データブック」）。
なお（１）式では、居住空間内でのガスの拡散は十分に
速い、あるいはガスの発生源の近傍でガスの検出を行っ
ており、ヌ生源と検出位置との間のガス拡散が速いもの
と近似した。
速い、あるいはガスの発生源の近傍でガスの検出を行っ
ており、ヌ生源と検出位置との間のガス拡散が速いもの
と近似した。
第１表
第 ２ 表
本発明のガス検出方法は、ガフセンサによシガス濃度の
変化速度を含む出力を得、換気率の影響を補償すること
により、将来のガス濃度を予測して検出することを特徴
とする。
変化速度を含む出力を得、換気率の影響を補償すること
により、将来のガス濃度を予測して検出することを特徴
とする。
ガスセンサとしては、半導体ガスセンサあるいは熱線形
ガスセンサを用いれば良く、出力としては、ガス濃度の
変化速度そのもの、あるいはそれを含むものを用いれば
良い。また検出結果の報知は、ガス濃度の変化速度の検
出と同時に、あるいはガス濃度の変化速度の検出から将
来の危険性を判断した後に、ガス濃度が実際に危険濃度
に達するのを待って行う、等に従ってすれば良い、後者
の方法は、家庭用ガス洩れ警報器についての業界規格（
高圧ガス保安協会）等との関係で重要である。
ガスセンサを用いれば良く、出力としては、ガス濃度の
変化速度そのもの、あるいはそれを含むものを用いれば
良い。また検出結果の報知は、ガス濃度の変化速度の検
出と同時に、あるいはガス濃度の変化速度の検出から将
来の危険性を判断した後に、ガス濃度が実際に危険濃度
に達するのを待って行う、等に従ってすれば良い、後者
の方法は、家庭用ガス洩れ警報器についての業界規格（
高圧ガス保安協会）等との関係で重要である。
以下に本発明の各回路例について、図面を基に説明する
。
。
第１図において（１）は直流電源で、半導体ガスセンサ
（２）とそのヒータ（３）とが並列に接続されている。
（２）とそのヒータ（３）とが並列に接続されている。
ガスセンサ（２）ｔ−流れる電流ｉ＆ｊｆｒ演算増幅器
（４）を介して、べき乗器（５）に導き、ガス濃度Ｃに
比例した信号を得る。べき乗器（５）の出力側に、コン
デンサ（６）および抵抗（７）からなる微分回路を接続
し、ガス濃度の時間当りの変化率ｄ０／ｄｔを求め、こ
れをインバータ（８）を介してコンパレータ（９）に入
力する。コンパレータ（９）は、ガス濃度の時間での微
分値ｄ０／ｄｔが一定以上となることによって動作し、
その出力をボｐテツジフオロワα０を介して、アンド回
路α９の一方の端子間に入力する。なおコンパレータ（
９）の出力をコンデンサ（２）にホールドしておき、ガ
ス濃度の変化率ｄＣ／ｄｔがコンパレータ（９）での基
準値以下に減衰しても、端子（２）に正の信号が入力さ
れるようにする。演算増幅器（４）の出力を、インバー
タαｊを介して、コンパレータα→に導き、その出力を
アンド回路α℃の他方の入力端子閃に導く。このように
して、ガス濃ｔＣが極く低い時のガスセンサ（２）の揺
動信号を排除する。アンド回路０ｂは、ガス濃度Ｃが一
定値以上で、かつガス濃度の時間微分値ｄＣ／ｄｔが一
定値を越えた場合に動作する。アンド回路αＢの出力に
よシプザ−（至）を動作させる。ガス濃ｔＣが十分に低
下すると、コンパレータ０→の出力が０となり、アンド
回路面の出力も０となる。これによって、ブザー（至）
の動作が第２図は熱線形ガスセンサｅｐを用いた回路例
を示すもので、ガスセンサ（財）とその比較片翰および
、２つの抵抗（至）、（財）によシ、ガス濃度Ｃに比例
した信号を差動増幅器（イ）に導入するようにしたもの
である。
（４）を介して、べき乗器（５）に導き、ガス濃度Ｃに
比例した信号を得る。べき乗器（５）の出力側に、コン
デンサ（６）および抵抗（７）からなる微分回路を接続
し、ガス濃度の時間当りの変化率ｄ０／ｄｔを求め、こ
れをインバータ（８）を介してコンパレータ（９）に入
力する。コンパレータ（９）は、ガス濃度の時間での微
分値ｄ０／ｄｔが一定以上となることによって動作し、
その出力をボｐテツジフオロワα０を介して、アンド回
路α９の一方の端子間に入力する。なおコンパレータ（
９）の出力をコンデンサ（２）にホールドしておき、ガ
ス濃度の変化率ｄＣ／ｄｔがコンパレータ（９）での基
準値以下に減衰しても、端子（２）に正の信号が入力さ
れるようにする。演算増幅器（４）の出力を、インバー
タαｊを介して、コンパレータα→に導き、その出力を
アンド回路α℃の他方の入力端子閃に導く。このように
して、ガス濃ｔＣが極く低い時のガスセンサ（２）の揺
動信号を排除する。アンド回路０ｂは、ガス濃度Ｃが一
定値以上で、かつガス濃度の時間微分値ｄＣ／ｄｔが一
定値を越えた場合に動作する。アンド回路αＢの出力に
よシプザ−（至）を動作させる。ガス濃ｔＣが十分に低
下すると、コンパレータ０→の出力が０となり、アンド
回路面の出力も０となる。これによって、ブザー（至）
の動作が第２図は熱線形ガスセンサｅｐを用いた回路例
を示すもので、ガスセンサ（財）とその比較片翰および
、２つの抵抗（至）、（財）によシ、ガス濃度Ｃに比例
した信号を差動増幅器（イ）に導入するようにしたもの
である。
第３図は、半導体ガスセンサ（２）を用いた変形例を示
すもので、（４）はガスセンサ（２）を流れる電流ｉｓ
（１ｓ０ｃ１ｇ、σ８；ガヌセンサ（２）の電導度）を
取り出す演算増幅器、０］）はボルテツジフオロワー、
（イ）はゲート回路で、セットリセットフリップフロッ
プ回路−の出力が００ときにオンし、出力が正のときに
オフするものである。弼は積分用のコンデンサで、ガス
センサ（２）の電気伝導度−６の長時間平均値σｓｏ
を取りだすためのものである。（至）は割り算回路で
、′Ｓ／σ３゜をコンパレータ（至）に入力して、ブザ
ー（１９を作動させる。セットリセットフリップフロッ
プ回路（至）ハ、コンパレータ（ロ）をセット入力側に
、コンパレータ（至）をリセツＦ入力側に接接したもの
で、−８の時間微分値ｄ′Ｓ／ｄｔが一定値以上でセッ
トされて正の出力を発し、ｌ。
すもので、（４）はガスセンサ（２）を流れる電流ｉｓ
（１ｓ０ｃ１ｇ、σ８；ガヌセンサ（２）の電導度）を
取り出す演算増幅器、０］）はボルテツジフオロワー、
（イ）はゲート回路で、セットリセットフリップフロッ
プ回路−の出力が００ときにオンし、出力が正のときに
オフするものである。弼は積分用のコンデンサで、ガス
センサ（２）の電気伝導度−６の長時間平均値σｓｏ
を取りだすためのものである。（至）は割り算回路で
、′Ｓ／σ３゜をコンパレータ（至）に入力して、ブザ
ー（１９を作動させる。セットリセットフリップフロッ
プ回路（至）ハ、コンパレータ（ロ）をセット入力側に
、コンパレータ（至）をリセツＦ入力側に接接したもの
で、−８の時間微分値ｄ′Ｓ／ｄｔが一定値以上でセッ
トされて正の出力を発し、ｌ。
が一定値以下でリセットされて０出力を発するようにし
たものである。この回路の出力によりゲート回路（２）
と発光ダイオード（至）とを動作させる。
たものである。この回路の出力によりゲート回路（２）
と発光ダイオード（至）とを動作させる。
この回路は次のように動作する。ｄ Ｉ ｓ ／ｄ ｔ
をコンパレータ（ロ）で検出する。これによってガス
発生による将来の危険度を判断する ｄ ＃ ｓ ／ｄ
ｔが大きく危険と判断した場合には、セットリセット
フリップフロップ回路（２）がセットされ、ガス濃嗜Ｃ
の検出を開始する。セットリセットフリップフロップ回
路−がセットされると、発光ダイオード翰が点灯すると
ともにゲート回路（２）が開き、ｄＢの時間平均値σＳ
Ｏがコンデンサ（ロ）に記憶される。
をコンパレータ（ロ）で検出する。これによってガス
発生による将来の危険度を判断する ｄ ＃ ｓ ／ｄ
ｔが大きく危険と判断した場合には、セットリセット
フリップフロップ回路（２）がセットされ、ガス濃嗜Ｃ
の検出を開始する。セットリセットフリップフロップ回
路−がセットされると、発光ダイオード翰が点灯すると
ともにゲート回路（２）が開き、ｄＢの時間平均値σＳ
Ｏがコンデンサ（ロ）に記憶される。
セットリセットフリップフロップ回路（至）は、ガスの
発生とほとんど同時にセットされるので、＃８゜はガス
の影響をほとんど受けていない。すなわちσＳｏは清浄
大気中でのガスセンサ（２）の電気伝導度に対応するも
のである。割り算回路（至）では、′Ｓ／σ８゜を出力
とする。これによってガスセンサ（２）への経時変化や
温湿省の影響が防止される。すなわちσ３は種々の要因
によって変動し、σ８とＣとは一対一には対応しなりが
、′Ｓ／σＳＯは１経詩的にも、周囲の温湿度が変動し
た場合にも、一定で、ガス環境Ｃのみで定まるからであ
る。このようにして、コンパレータ（ロ）で将来の危険
度を予測して、発光ダイオード（至）により危険性を報
知した後に、ガス濃賓Ｃが危険レベルに達するのを待っ
てブザー（２）を動作させる。
発生とほとんど同時にセットされるので、＃８゜はガス
の影響をほとんど受けていない。すなわちσＳｏは清浄
大気中でのガスセンサ（２）の電気伝導度に対応するも
のである。割り算回路（至）では、′Ｓ／σ８゜を出力
とする。これによってガスセンサ（２）への経時変化や
温湿省の影響が防止される。すなわちσ３は種々の要因
によって変動し、σ８とＣとは一対一には対応しなりが
、′Ｓ／σＳＯは１経詩的にも、周囲の温湿度が変動し
た場合にも、一定で、ガス環境Ｃのみで定まるからであ
る。このようにして、コンパレータ（ロ）で将来の危険
度を予測して、発光ダイオード（至）により危険性を報
知した後に、ガス濃賓Ｃが危険レベルに達するのを待っ
てブザー（２）を動作させる。
ガスが消滅すると、コンパレータ（至）の出が反転し、
セットリセットフリップフロップ回路（至）がリセット
され、ゲート回路（至）が再び閉じられる。このように
して回路の動作状態が元に戻る。
セットリセットフリップフロップ回路（至）がリセット
され、ゲート回路（至）が再び閉じられる。このように
して回路の動作状態が元に戻る。
マンションの台所でのガス洩れを想定した試験例につい
て以下に記載する。床面積約１０ゴ、室内容積約２５ゴ
、換気歇約１００Ｗｔ／ｈｒの台所のガスコンロからイ
ンブタンガスを漏洩させ、ガスコンロの下部（床から約
２０σ）に設けた半導体ガスセンサにより検出を行った
。（１）は、（以下第８表での番号により試験方法を示
す。）従来法に対応し、ガス濃ｔｃがＱ、３ＶＯｚ憾に
達した時にブザーを鳴動させるもので、（１１）は第１
図の回路を用い、ｄＣ／ｄｔからＣ（ｘ）≧０．５ｖｏ
ｌ ４以上と判断でき、かつＣが０．０８ ｖｏ、１４
以上になったときに報知するようにしたものである。（
ｉｉｉ）は第８図の回路０．８ｖｏｌ！４以上でブザー
０９を動作させるようにしたものである。
て以下に記載する。床面積約１０ゴ、室内容積約２５ゴ
、換気歇約１００Ｗｔ／ｈｒの台所のガスコンロからイ
ンブタンガスを漏洩させ、ガスコンロの下部（床から約
２０σ）に設けた半導体ガスセンサにより検出を行った
。（１）は、（以下第８表での番号により試験方法を示
す。）従来法に対応し、ガス濃ｔｃがＱ、３ＶＯｚ憾に
達した時にブザーを鳴動させるもので、（１１）は第１
図の回路を用い、ｄＣ／ｄｔからＣ（ｘ）≧０．５ｖｏ
ｌ ４以上と判断でき、かつＣが０．０８ ｖｏ、１４
以上になったときに報知するようにしたものである。（
ｉｉｉ）は第８図の回路０．８ｖｏｌ！４以上でブザー
０９を動作させるようにしたものである。
第 ３ 表
以上に説明したように、この発明の方汀ではガスの発生
とほとんど同時に将来における危険性を予測して検出を
行うことができる。
とほとんど同時に将来における危険性を予測して検出を
行うことができる。
第１図〜第３図は、本発明の回路例を示すものである。
（２）・・・半導体ガスセンサ、
Ｑυ・・・弊線形ガスセンサ、
（５）・・・べき乗器、 αｎ・・・アンド回路、
（至）・・・セットリセットフリップフロツブ回路、（
イ）・・・ゲート回路、 （至）・・・割り算回路、
αね・・・ブザー、 （至）・・・発光ダイオー
ド。 特許出願人 フイガロ技研株式会社
（至）・・・セットリセットフリップフロツブ回路、（
イ）・・・ゲート回路、 （至）・・・割り算回路、
αね・・・ブザー、 （至）・・・発光ダイオー
ド。 特許出願人 フイガロ技研株式会社
Claims (2)
- （１）被検空間内のガス濃度をガスセンサにより検出し
、ガスセンサの検出値からガス濃度の時間当りの変化速
度を含む出力を得、この出力を被検空間の換気率で補償
することによｐ将来のガス濃度を予測して検出を行うこ
とを特徴とするガス検出方法。 - （２）ガスセンサは、ガス吸着によシ抵抗値が変化する
金属酸化物半導体を用いたもの、または接触酸化による
ガスの燃焼熱を測温抵抗体によシ検出するものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3872882A JPS58155346A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | ガス検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3872882A JPS58155346A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | ガス検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155346A true JPS58155346A (ja) | 1983-09-16 |
Family
ID=12533383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3872882A Pending JPS58155346A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | ガス検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155346A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TR26039A (tr) * | 1990-12-06 | 1993-11-01 | Lehmann Martin | KABLARIN OTOMATIK OLARAK TASNIFINE MAHSUS USUL VE BUNA MAHSUS ÖLCMEDüZENI ILE BÖYLE BIR ÖLCME DüZENI NE SAHIP BIR TESIS. |
| WO2010063788A1 (de) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP3872882A patent/JPS58155346A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2010063788A1 (de) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine |
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